焦 雷，鄒 翀，李紅軍，劉洪震，郭志武

(1.中鐵隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，河南 洛陽(yáng) 471009；2.中鐵隧道集團(tuán)有限公司，河南 洛陽(yáng) 471009)

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微上臺(tái)階開(kāi)挖法在甘姆奇克隧道巖爆段的應(yīng)用

焦 雷1，鄒 翀1，李紅軍2，劉洪震1，郭志武2

(1.中鐵隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，河南 洛陽(yáng) 471009；2.中鐵隧道集團(tuán)有限公司，河南 洛陽(yáng) 471009)

為了研究一種既能保證隧道巖爆段施工進(jìn)度，又能降低圍巖能量釋放劇烈程度的應(yīng)力釋放方法，結(jié)合烏茲別克斯坦安琶鐵路甘姆奇克隧道巖爆大部分出現(xiàn)在拱頂—拱腰段的特征，制定了微上臺(tái)階開(kāi)挖法的應(yīng)力釋放方案。通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果分析，該方案能夠?qū)崿F(xiàn)拱頂和拱腰處圍巖應(yīng)力的釋放和轉(zhuǎn)移，使圍巖應(yīng)力集中區(qū)提前得以消散，有效地降低了圍巖發(fā)生巖爆的程度。同時(shí)，通過(guò)該方案的初步現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)踐，證明：相對(duì)于其他應(yīng)力釋放措施(如應(yīng)力釋放孔、超前導(dǎo)洞等)，微上臺(tái)階法在形成首次微臺(tái)階后基本不改變?cè)惺┕し桨负凸ば?，無(wú)額外工期，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)作業(yè)，可為類(lèi)似工程巖爆防治提供理論依據(jù)和有益借鑒。

微上臺(tái)階開(kāi)挖法；甘姆奇克隧道；巖爆

0 引言

巖爆的發(fā)生是多種因素共同作用的結(jié)果，由于其高度復(fù)雜性，至今仍是巖石力學(xué)界的世界級(jí)難題之一。從國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀來(lái)看，無(wú)論是巖爆的判據(jù)和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，還是巖爆的預(yù)測(cè)方法和防治措施，目前都沒(méi)有公認(rèn)的、成熟的理論和方法。在分析、總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，針對(duì)工程的具體特點(diǎn)提出相應(yīng)的巖爆判據(jù)和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、巖爆預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)方法和綜合防治措施仍然是目前控制巖爆的主要途徑[1-2]。

隧道和地下洞室施工中巖爆的防治，目前國(guó)內(nèi)外采取的措施主要有：1)在掌子面和洞壁經(jīng)常噴灑冷水，降低表層圍巖強(qiáng)度；2)控制光面爆破效果，減小圍巖表層應(yīng)力集中；3)采取超前鉆孔、松動(dòng)爆破或振動(dòng)爆破等方法解除應(yīng)力，使巖體應(yīng)力降低,在開(kāi)挖前釋放部分能量；4)根據(jù)巖爆的程度施作適宜的支護(hù)。

胡威東等[3]在總結(jié)錦屏輔助洞巖爆規(guī)律的基礎(chǔ)上，分析了影響巖爆特征的主要因素，并針對(duì)巖爆烈度分級(jí)探討了巖爆綜合防治措施；李忠等[4]根據(jù)重慶陸家?guī)X隧道施工中發(fā)生的巖爆，從地質(zhì)工程角度提出了掌子面噴水、布設(shè)釋放地應(yīng)力錨桿、減少隧道壁聚能結(jié)構(gòu)等巖爆防治措施；呂慶等[5]從隧道圍巖的巖體特征和初始應(yīng)力場(chǎng)2方面著手，對(duì)蒼嶺隧道巖爆的發(fā)生進(jìn)行了探討；汪波等[6]從應(yīng)力釋放方法探討了隧道巖爆預(yù)測(cè)的數(shù)值分析及初期支護(hù)時(shí)機(jī)；邱道宏等[7]運(yùn)用可拓理論對(duì)深埋隧道的巖爆防治措施進(jìn)行了研究；汪洋等[8]針對(duì)錦屏二級(jí)引水隧洞巖爆的特點(diǎn)，提出采用快速應(yīng)力釋放的方法防治巖爆，并采用數(shù)值模擬的方法優(yōu)選了傾斜輻射爆破孔方案；吳德興等[9]結(jié)合室內(nèi)巖石試驗(yàn)和不同巖爆判據(jù)，得出了勘察設(shè)計(jì)階段本區(qū)將產(chǎn)生低—中等巖爆的結(jié)論，并在設(shè)計(jì)中提出了相應(yīng)的對(duì)策；張文東等[10]將微震監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用于引水隧洞工程施工中，實(shí)現(xiàn)對(duì)微震活動(dòng)的全天候連續(xù)監(jiān)測(cè)分析，并對(duì)微震的時(shí)空演化與巖爆之間的關(guān)系進(jìn)行初步探討；楊健等[11]采用單向和三向應(yīng)力狀態(tài)下的巖石聲發(fā)射測(cè)試技術(shù)，對(duì)不同巖性巖石的巖爆機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究；吳文平等[12]提出了針對(duì)有巖爆傾向性洞段的調(diào)控策略，如優(yōu)化循環(huán)進(jìn)尺、斷面尺寸與形狀、應(yīng)力爆破孔深和吸能錨桿長(zhǎng)度等，有效地降低了深埋硬巖隧洞開(kāi)挖過(guò)程中圍巖能量釋放的劇烈程度，減小了巖爆風(fēng)險(xiǎn)。

盡管這些研究在巖爆的形成、發(fā)生機(jī)制及防治措施上取得了進(jìn)展，但都沒(méi)有從根本上解決隧道巖爆問(wèn)題，特別是在本文依托的安琶鐵路甘姆奇克隧道巖爆基本都出現(xiàn)在拱頂—拱腰段，采用超前導(dǎo)洞、超前應(yīng)力釋放孔等常規(guī)的巖爆防治措施對(duì)施工進(jìn)度影響較大。鑒于此，制定了微上臺(tái)階開(kāi)挖法的應(yīng)力釋放方案，該方法在形成首次微臺(tái)階后基本不改變?cè)惺┕し桨负凸ば?，無(wú)額外工期，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)作業(yè)。通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果分析，驗(yàn)證了微上臺(tái)階開(kāi)挖法在甘姆奇克隧道巖爆治理中的可行性。

1 工程概況

有“中亞第一長(zhǎng)隧”之稱(chēng)的甘姆奇克隧道是安琶鐵路全線的控制性工程，由主隧道和安全隧道組成，主隧道長(zhǎng)19 200 m，安全隧道長(zhǎng)19 268 m，兩隧中心距離29 m，隧道最大埋深1 275 m，埋深超過(guò)700 m的地段總長(zhǎng)達(dá)7 km。隧道大埋深地段圍巖為石英斑巖、花崗斑巖、花崗正長(zhǎng)巖等脆性巖層。隧址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造主要在海西造山運(yùn)動(dòng)時(shí)形成，其后，受阿爾卑斯山造山運(yùn)動(dòng)以及地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，隧址區(qū)發(fā)育了與隧道軸線基本平行或呈小角度相交的西北走向大斷裂帶。Ⅲ級(jí)圍巖隧道斷面形式如圖1所示。開(kāi)挖面積46.4 m2，微臺(tái)階法試驗(yàn)段隧道埋深400 m左右。

圖1 隧道MⅢa型復(fù)合式襯砌斷面(單位：cm)

由于安琶鐵路甘姆奇克隧道地區(qū)無(wú)實(shí)測(cè)地應(yīng)力資料，所以只能根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料進(jìn)行分析。隧道所在區(qū)域的斷裂帶都是與隧道軸線基本平行或呈小角度相交的西北走向斷裂帶，隧址區(qū)的斷層都是傾角大于70°的陡傾逆斷層。按照構(gòu)造地質(zhì)學(xué)中斷層的形成機(jī)制，隧址區(qū)構(gòu)造應(yīng)力的方向?yàn)椋?)水平方向?yàn)樽畲笾鲬?yīng)力σ1和中間主應(yīng)力σ2的方向，豎直方向?yàn)樽钚≈鲬?yīng)力σ3的方向；2)最大主應(yīng)力σ1的方向與隧道軸線接近垂直，中間主應(yīng)力σ2的方向與隧道軸線接近平行。

2 安琶鐵路甘姆奇克隧道巖爆特征

從2014年2月隧道進(jìn)口出現(xiàn)巖爆開(kāi)始，隧道各工作面相繼發(fā)生了不同程度的巖爆。巖爆幾乎成為該隧道施工中的常態(tài)，對(duì)施工安全和進(jìn)度造成了嚴(yán)重影響。

通過(guò)對(duì)甘姆奇克隧道施工過(guò)程中發(fā)生的巖爆進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，總結(jié)出巖爆具有以下特征。

1)不同部位巖爆出現(xiàn)次數(shù)的統(tǒng)計(jì)表明，95%以上的巖爆出現(xiàn)在拱頂—拱腰段，只有少量巖爆出現(xiàn)在隧道邊墻，也就說(shuō)明地應(yīng)力最大主應(yīng)力的方向?yàn)榻椒较颉?/p>

2)甘姆奇克隧道巖爆段巖性為花崗閃長(zhǎng)巖和正長(zhǎng)斑巖，巖塊單軸抗壓強(qiáng)度Rc≥120 MPa，強(qiáng)度最高的接近200 MPa，屬典型的硬巖。

3)巖爆段巖體結(jié)構(gòu)有2種類(lèi)型：①巖體完整，結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，巖爆以片狀巖塊剝落、彈射為主；②巖體發(fā)育2組結(jié)構(gòu)面，結(jié)構(gòu)面密閉，其中一組與隧道縱向或橫向接近平行，另一組接近水平，以板狀巖體彎拆爆出或塊狀巖石崩出為主。

4)甘姆奇克隧道的巖爆按其形成機(jī)制可分為完整巖體的薄片狀彈射(輕—中巖爆)、近水平向?qū)訝顜r體折斷崩落(中巖爆)、巖塊崩出+周邊圍巖塌落(中—強(qiáng)巖爆)以及邊墻板狀巖體折斷崩出(強(qiáng)巖爆)4種模式。

3 安琶鐵路甘姆奇克隧道巖爆段應(yīng)力釋放試驗(yàn)研究

由于巖爆是巖石中儲(chǔ)存的一種高地應(yīng)力的釋放過(guò)程，所以巖爆的治理應(yīng)以加速這種高地應(yīng)力的釋放或使應(yīng)力提前釋放為前提。本文結(jié)合安琶鐵路甘姆奇克隧道巖爆特征和現(xiàn)場(chǎng)施工情況，提出微上臺(tái)階開(kāi)挖試驗(yàn)方法，通過(guò)數(shù)值計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試驗(yàn)證，評(píng)價(jià)該方案的應(yīng)用效果和優(yōu)缺點(diǎn)，為現(xiàn)場(chǎng)巖爆段的治理提供技術(shù)支持。

3.1 微上臺(tái)階開(kāi)挖法施工方案

在甘姆奇克隧道3#斜井正洞進(jìn)口方向MK52+476處，隧道開(kāi)挖后在出渣及支護(hù)過(guò)程中，巖石崩落現(xiàn)象明顯。為此制定了微上臺(tái)階開(kāi)挖法對(duì)隧道圍巖進(jìn)行超前應(yīng)力釋放，該方案在施作超前導(dǎo)管加拱架支護(hù)后、巖爆仍較強(qiáng)烈的情況下采用。

具體施工方法如下：隧道采用臺(tái)階一次開(kāi)挖法進(jìn)行施工，為便于施工，上臺(tái)階高度同臺(tái)架的第3層高度，上臺(tái)階長(zhǎng)度應(yīng)能保證挖掘機(jī)順利扒渣，施工中采用1 m左右的上臺(tái)階(保證能形成臺(tái)階，方便上臺(tái)階施工)，采用毫秒微差技術(shù)，上臺(tái)階先于下臺(tái)階150 ms爆破開(kāi)挖進(jìn)尺2.5 m。臺(tái)階布設(shè)如圖2所示。

圖2 微上臺(tái)階布設(shè)示意圖(單位：m)

采用微上臺(tái)階法可有效降低拱部巖爆的強(qiáng)度，降低巖爆的發(fā)生，分析因素如下。

1)根據(jù)彈性理論的計(jì)算，隧道外圍巖中應(yīng)力集中最嚴(yán)重的區(qū)域?yàn)?.5倍的開(kāi)挖洞徑以?xún)?nèi)，若隧道開(kāi)挖斷面減小，則隧道外圍巖中的應(yīng)力集中區(qū)域也會(huì)減小，圍巖中釋放彈性能的區(qū)域也會(huì)相應(yīng)減小，有利于抑制巖爆或降低其程度[13]。

2)多數(shù)經(jīng)驗(yàn)研究結(jié)果表明，巖爆的發(fā)生與切向應(yīng)力σθ和巖石抗壓強(qiáng)度Rc的比值有關(guān)，有：

σθ/Rc<0.20(無(wú)巖爆)；

0.20≤σθ/Rc<0.30(弱巖爆)；

0.30≤σθ/Rc<0.55(中巖爆)；

σθ/Rc≥0.55(強(qiáng)巖爆)。

式中：σθ為洞室的最大切向應(yīng)力；Rc為巖石單軸抗壓強(qiáng)度。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在巖石強(qiáng)度不變的情況下，切向應(yīng)力降低可減弱巖爆的強(qiáng)度[14]。

3)下臺(tái)階開(kāi)挖過(guò)程中隧道圍巖應(yīng)力分布如圖3所示。從圖3(a)到圖3(d)，隨著下臺(tái)階的開(kāi)挖，下臺(tái)階提供的反作用力逐漸減弱，拱頂受力分析體所受切向應(yīng)力σθ增大。根據(jù)巖爆發(fā)生機(jī)制，采用如圖2所示的臺(tái)階法形式，勢(shì)必會(huì)減小拱部發(fā)生巖爆的強(qiáng)度。同樣道理，減小進(jìn)尺也會(huì)在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)降低拱頂受力分析體所受的切向應(yīng)力σθ，從而降低拱部發(fā)生巖爆的強(qiáng)度[15]。

(a) 下臺(tái)階開(kāi)挖前 (b) 下臺(tái)階開(kāi)挖1/3

(c) 下臺(tái)階開(kāi)挖2/3 (d) 下臺(tái)階開(kāi)挖完成

圖3 下臺(tái)階開(kāi)挖過(guò)程中隧道圍巖應(yīng)力分布

Fig.3 Stress distribution of surrounding rocks during lower bench excavation

3.2 微上臺(tái)階開(kāi)挖法數(shù)值模擬計(jì)算

3.2.1 模型建立

選取甘姆奇克隧道3#斜井正洞進(jìn)口方向MK52+476附近的典型斷面進(jìn)行分析。由于本次分析主要研究微上臺(tái)階開(kāi)挖對(duì)圍巖應(yīng)力的釋放效果，所以模型采用50 m×50 m×10 m，計(jì)算區(qū)域劃分為29 836個(gè)單元，6 418個(gè)節(jié)點(diǎn)，保證計(jì)算結(jié)果具有足夠的精度。其約束條件如下：兩側(cè)邊界水平方向約束，鉛直方向自由；底部邊界鉛直方向約束，水平方向自由；頂部為自由表面，上表面根據(jù)埋深增加圍巖自重荷載。具體模型如圖4所示。

圖4 整體有限元模型

地應(yīng)力的施加如下：第1主應(yīng)力與水平面平行，與隧道軸線接近垂直，σ1=60 MPa；第2主應(yīng)力與隧道軸線接近平行，σ2=34 MPa；第3主應(yīng)力沿豎直方向，σ3=26 MPa。

材料參數(shù)如表1所示。

表1 隧道圍巖及材料基本力學(xué)參數(shù)

3.2.2 結(jié)果分析

圖5為微上臺(tái)階開(kāi)挖后圍巖最大主應(yīng)力云圖。從圖5可以看出，上臺(tái)階開(kāi)挖后，在隧道左右兩側(cè)拱肩處形成了有效的應(yīng)力松弛區(qū)，應(yīng)力松弛區(qū)的影響范圍達(dá)到了隧道輪廓線外5 m左右的深部；此外，隧道拱肩兩側(cè)的應(yīng)力松弛區(qū)在環(huán)向貫通，隧道開(kāi)挖完成區(qū)域最大主應(yīng)力值顯著減小。同時(shí)，從圖5還可以看出，在微上臺(tái)階左、右側(cè)拱肩處最大主應(yīng)力由12 MPa左右分別減小至3.1 MPa和4.4 MPa，說(shuō)明在高圍巖應(yīng)力區(qū)域，可以在隧道開(kāi)挖輪廓內(nèi)上部先行開(kāi)挖一個(gè)斷面較小的上臺(tái)階，實(shí)現(xiàn)圍巖應(yīng)力釋放和轉(zhuǎn)移，進(jìn)而證明微上臺(tái)階開(kāi)挖法在治理巖爆上的理論可行性。

(a) 開(kāi)挖前

(b)開(kāi)挖后

圖5 微上臺(tái)階開(kāi)挖后最大主應(yīng)力等值線分布圖(正視圖)(單位：kN/m2)

Fig.5 Maximum principal stress contour maps before and after top heading excavation (front view)(kN/m2)

3.3 微上臺(tái)階開(kāi)挖法現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

在隧道拱部布設(shè)孔徑為5 cm、孔深為2.5 m、外插角為20°的應(yīng)力監(jiān)測(cè)孔，用于檢驗(yàn)微上臺(tái)階開(kāi)挖法的應(yīng)力釋放效果。采用孔徑應(yīng)變計(jì)監(jiān)測(cè)孔內(nèi)應(yīng)力變化，孔徑應(yīng)變計(jì)放置在孔深2 m處。放炮前安置好應(yīng)力監(jiān)測(cè)計(jì)，然后開(kāi)始采集數(shù)據(jù)，采集頻率為1次/s，連續(xù)采集，至放炮結(jié)束后趨于穩(wěn)定?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)圖如圖6所示。

在埋設(shè)時(shí)，孔徑應(yīng)變計(jì)的2個(gè)頂針位于水平方向，從而能夠準(zhǔn)確測(cè)量水平方向的地應(yīng)力變化，如圖7所示。記錄起爆時(shí)間為采集啟動(dòng)后59 s，900 s后，挖掘機(jī)找頂，數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定，結(jié)束采集。

圖8中頂針1和頂針3變化量之和代表豎直方向應(yīng)力變化所產(chǎn)生的孔徑變化量。從圖8可以看出，豎直方向鉆孔直徑變化較小，說(shuō)明應(yīng)力釋放措施對(duì)該方向的地應(yīng)力影響較小，豎直方向地應(yīng)力基本無(wú)減小。

圖6 孔徑應(yīng)變計(jì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)圖

圖7 孔徑應(yīng)變計(jì)孔內(nèi)布設(shè)示意圖(假定向右、向上變形為正)

圖8 頂針1和頂針3應(yīng)變歷時(shí)曲線圖

Fig.8 Time-dependent strain curves monitored at monitoring thimbles No.1 and No.3

圖9中頂針2和頂針4變化量之和代表水平方向應(yīng)力變化所產(chǎn)生的孔徑變化量。從圖9可以看出，水平方向頂針2應(yīng)變量約為8，水平方向頂針4應(yīng)變量約為6，則水平方向鉆孔直徑應(yīng)變?yōu)?4。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)標(biāo)定系數(shù)k及地質(zhì)資料，可計(jì)算出地應(yīng)力減小量。取花崗巖彈性模量為10×104MPa，孔徑為0.05 m，k=1.672×10-6，則p=k×14×10.0×104/(4×0.05)=11.7 MPa。

以上監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)說(shuō)明采用微上臺(tái)階開(kāi)挖法可以明顯降低拱頂和拱肩處的水平方向地應(yīng)力以及隧道拱部圍巖切向應(yīng)力，對(duì)于減弱巖爆的強(qiáng)度有明顯的效果。

圖9 頂針2和頂針4應(yīng)變歷時(shí)曲線圖

Fig.9 Time-dependent strain curves monitored at monitoring thimbles No.2 and No.4

現(xiàn)場(chǎng)施工證明：在實(shí)施微上臺(tái)階開(kāi)挖法前，掌子面巖爆較為嚴(yán)重，前一循環(huán)在鉆孔過(guò)程中，掌子面出現(xiàn)巖爆現(xiàn)象，崩落渣堆約有150 m3，需采用拱架及小導(dǎo)管支護(hù)；實(shí)施微上臺(tái)階開(kāi)挖法后，掌子面巖爆現(xiàn)象明顯減弱，只需增設(shè)超前小導(dǎo)管進(jìn)行支護(hù)。采用微上臺(tái)階和短進(jìn)尺，未改變?cè)虚_(kāi)挖方案，可繼續(xù)按全斷面施工，無(wú)額外工期，僅需增加臺(tái)架與上臺(tái)階的連接，就可連續(xù)作業(yè)，加快了施工速度。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，微上臺(tái)階法在中巖爆及以下區(qū)段具有較好的治理效果，但是對(duì)于甘姆奇克隧道的強(qiáng)巖爆及以上區(qū)段采取了以下綜合防治措施：1)掌子面前方施作超前正面漲殼式中空預(yù)應(yīng)力錨桿，錨桿長(zhǎng)度一般為2倍的爆破進(jìn)尺深度；2)采用超前導(dǎo)洞法和水平地應(yīng)力隔斷法進(jìn)行超前應(yīng)力釋放；3)采用臺(tái)階法施工，開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺0.5 m；4)加強(qiáng)光面爆破技術(shù)管理，達(dá)到開(kāi)挖周邊輪廓線圓順光滑；5)每循環(huán)開(kāi)挖前，拱部180°范圍內(nèi)打設(shè)φ32超前小導(dǎo)管，并進(jìn)行注漿固結(jié)；6)開(kāi)挖面采用φ32鋼管灌注水泥漿，3 m/根，間距2 m×2 m，梅花形布置，1.5 m/循環(huán)，漿液比例1∶0.5；7)采用I18a工字鋼拱架，間距0.5 m；8)襯砌采用鋼筋混凝土，厚度35 cm。

4 結(jié)論與討論

1)針對(duì)甘姆奇克隧道巖爆主要受高水平地應(yīng)力控制，且基本都發(fā)生在拱頂—拱腰段的特征，制定微上臺(tái)階開(kāi)挖法的應(yīng)力釋放方案，有效地改變了圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，達(dá)到了預(yù)防巖爆的目的。

2)采用數(shù)值模擬計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用測(cè)試的方法，分析了微上臺(tái)階開(kāi)挖對(duì)拱頂和拱肩處圍巖應(yīng)力釋放的效果，說(shuō)明該方案能夠?qū)崿F(xiàn)圍巖應(yīng)力的釋放和轉(zhuǎn)移，同時(shí)使圍巖應(yīng)力集中區(qū)提前得以消散，有效地降低了圍巖發(fā)生巖爆的可能。

3)通過(guò)微上臺(tái)階開(kāi)挖法的初步現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)踐證明，相對(duì)于其他應(yīng)力釋放措施(如應(yīng)力釋放孔、超前導(dǎo)洞等)，微上臺(tái)階法在形成首次微臺(tái)階后基本不改變?cè)惺┕し桨负凸ば颍瑹o(wú)額外工期，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)作業(yè)。

4)本文所述的微上臺(tái)階開(kāi)挖法適用于中巖爆及以下區(qū)段，但對(duì)于強(qiáng)巖爆及以上區(qū)段，僅采取微上臺(tái)階開(kāi)挖這一措施并不能有效降低強(qiáng)巖爆帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，施工中應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果確定巖爆治理的綜合措施(如初期支護(hù)加強(qiáng)、爆破設(shè)計(jì)優(yōu)化、開(kāi)挖進(jìn)尺調(diào)整、局部水脹式錨桿施作等)。

下一步應(yīng)在微上臺(tái)階開(kāi)挖法的適用條件規(guī)范化上做深入研究，以進(jìn)一步提升高地應(yīng)力巖爆隧道的技術(shù)水平。

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Application of Small Cross-section Top Heading Excavation Method to Rockburst Section of Qamchiq Tunnel on Angren-Pop Railway in Uzbekistan

JIAO Lei1,ZOU Chong1,LI Hongjun2,LIU Hongzhen1,GUO Zhiwu2

(1.Survey,DesignandResearchInstituteofChinaRailwayTunnelGroup,Luoyang471009,Henan,China; 2.ChinaRailwayTunnelGroupCo.,Ltd.,Luoyang471009,Henan,China)

The small cross-section top heading excavation method is adopted in rockburst section of Qamchiq Tunnel on Angren-Pop Railway in Uzbekistan,so as to guarantee the construction schedule of rockburst section and reduce the stress releasing strength of surrounding rocks.The above-mentioned method can realize the stress releasing and transferring of surrounding rocks at crown top and arch waist,dissipate the stress concentration zone of surrounding rocks,and further reduce the rockburst risk of surrounding rocks.The construction practice shows that the small cross-section top heading excavation method is superior to other methods,such as stress releasing holes and advance heading,in terms of construction efficiency.The results can provide reference for rockburst prevention of similar projects in the future.

small cross-section top heading excavation method; Qamchiq Tunnel; rockburst

2016-05-25;

2016-07-08

中鐵隧道集團(tuán)科技創(chuàng)新計(jì)劃重大課題(隧研合2014-23)

焦雷(1985—)，男，河南洛陽(yáng)人，2010年畢業(yè)于石家莊鐵道大學(xué)，巖土工程專(zhuān)業(yè)，碩士，工程師，主要從事隧道與地下工程科研和設(shè)計(jì)工作。E-mail：jiaolei159@126.com。

10.3973/j.issn.1672-741X.2016.10.016

U 455

B

1672-741X(2016)10-1263-06